CN202597374U - 销轴、销轴的安装结构和混凝土泵送设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种销轴、销轴的安装结构和混凝土泵送设备。销轴包括：本体，本体包括沿销轴的轴向延伸的腔体；销轴还包括轴心部，腔体包括沿销轴的轴向设置的至少一个端部，至少一个端部处设置有轴心部。本实用新型中的销轴利用其轴心部抵抗剪力载荷，利用其腔体所对应的部位抵抗弯矩载荷，从而使销轴的材料得到了最优分布，实现了减少销轴重量的目的。另外，本实用新型中的销轴是空心的，因此可以使销轴的内外表面都得到充分地调质和淬火，从而提高轴心部的强度，因此增加了销轴的整体强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械领域，更具体地，涉及一种销轴、销轴的安装结构和混凝土泵送设备。
背景技术
现有技术中，通常需要将两个部分通过销轴连接起来，以传递载荷。下面以混凝土泵车和混凝土布料机的臂架为例，对销轴的连接方式进行说明。
如图1所示，臂架包括第一节臂200’和第二节臂300’，第一节臂200’和第二节臂300’通过销轴100’连接。
如图1-3所示，第二节臂300’包括上盖板310’、下盖板320’、腹板330’和轴套座340’。上盖板310’、下盖板320’和腹板330’组成封装的箱型，轴套座340’安装在腹板330’上，两个轴套座340’之间通过轴套板350’连接，以增强轴套座340’的稳定性。销轴100’通过轴套360’与轴套座340’连接，以防止销轴100’、轴套座340’在相对转动的过程中产生磨损。其中，销轴100’将臂架结构与连杆400’连接起来，从而将臂架载荷传递给连杆400’。另外，在销轴100’的端面设置有卡板370’，通过卡板370’可以将销轴100’卡住，以防止其脱落。
由于现有技术中的销轴100’采用的是实心轴，因此存在以下缺点：
(1)由于在弯矩作用下截面应力成线性分布，且离中性层越远应力越大，离中心层较近的区域的应力较低，因此材料没有得到充分的利用。特别当销轴较长时，销轴特别笨重(例如可达几百公斤)，不利于臂架系统减重，同时也不便于安装和拆卸，劳动强度大。
(2)由于销轴的淬火和调质工艺的深度有限，当实心销轴的直径比较大时，整体屈服强度会大大降低。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种销轴、销轴的安装结构和混凝土泵送设备，以解决现有技术中销轴重量大、安装拆卸不便、劳动强度大、屈服强度低的问题。
为解决上述技术问题，根据本实用新型的第一个方面，提供了一种销轴，包括：本体，本体包括沿销轴的轴向延伸的腔体；销轴还包括轴心部，腔体包括沿销轴的轴向设置的至少一个端部，至少一个端部处设置有轴心部。
进一步地，轴心部与本体一体成形。
进一步地，销轴包括用于安装轴心部的安装孔，安装孔与腔体连通。
进一步地，腔体设置在销轴的工作时仅受弯矩作用的第一部位。
进一步地，轴心部设置在销轴的工作时同时受到剪力和弯矩作用的第二部位。
进一步地，安装孔与腔体的过渡位置形成限位部。
进一步地，腔体的侧壁上形成有开口。
进一步地，开口是贯通的。
进一步地，开口的个数为多个，多个开口沿侧壁的周向分布。
进一步地，多个开口沿侧壁的周向均匀分布。
进一步地，开口的个数为三个或四个。
进一步地，开口沿侧壁的轴向延伸。
进一步地，销轴的端部设置有凹部。
进一步地，端部的个数为两个，两个端部处分别设置有轴心部。
根据本实用新型的第二个方面，提供了一种销轴的安装结构，包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件通过销轴连接，该销轴是上述的销轴。
进一步地，销轴穿过第一连接件和第二连接件的侧壁，第一连接件和第二连接件的侧壁设置在销轴的轴心部的位置处。
进一步地，第一连接件和第二连接件是混凝土泵送设备的节臂。
根据本实用新型的第三个方面，提供了一种混凝土泵送设备，包括臂架，臂架包括多个节臂，相邻两个节臂通过销轴连接，该销轴是上述的销轴。
本实用新型中的销轴利用其轴心部抵抗剪力载荷，利用其腔体所对应的部位抵抗弯矩载荷，从而使销轴的材料得到了最优分布，实现了减少销轴重量的目的。另外，本实用新型中的销轴是空心的，因此可以使销轴的内外表面都得到充分地调质和淬火，从而提高轴心部的强度，因此增加了销轴的整体强度。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了现有技术中的混凝土泵车和布料机的臂架的连接示意图；
图2示意性示出了图1的A-A剖视图；
图3示意性示出了图2的B-B剖视图；
图4示意性示出了销轴的简支梁模型及其剪力和弯矩的对应关系图；
图5示意性示出了销轴受弯时的截面应力分布图；
图6示意性示出了本实用新型第一实施例中的销轴的结构示意图；
图7示意性示出了图6的左视图；
图8示意性示出了图6中未安装轴心部时的示意图；
图9示意性示出了本实用新型第二实施例中的销轴的结构示意图；
图10示意性示出了第一种轴心部的结构示意图；
图11示意性示出了第二种轴心部的结构示意图；
图12示意性示出了第三种轴心部的结构示意图；
图13示意性示出了第三实施例中的销轴的结构示意图；
图14示意性示出了具有三个开口的销轴的剖视图；以及
图15示意性示出了具有四个开口的销轴的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图4示出了图1中的销轴的简支梁模型及其剪力和弯矩的对应关系图。其中，图2所示的结构可以简化为图4中(a)部分所示的简支梁，其中，P为负载，简支梁的端部相当于连杆400’，两个端部之间的支点相当于轴套座340’。进一步地，图4中的(b)为该简支梁在受到负载P的作用时的剪力图，(c)为简支梁在受到负载P的作用时的弯矩图。由图4可知，连杆400’与轴套座340’之间的部分L1受到剪力和弯矩的共同作用，在两个轴套座340’之间的部分L2仅受到弯矩PL1的作用。由材料力学可知，如图5所示，弯矩作用下的截面应力成线性分布，且离中性层C越远应力越大。
请结合图2，实心销轴的两端(即轴套座340’处)出现剪力高应力区，两轴套座340’之间的圆周外表面区域出现拉压应力高应力区，且中心轴线周围应力较低，材料没有得到充分利用，此外，销轴左、右端面处的应力较低。故可考虑将中心轴线和两端面应力较低区域材料挖除(即镂空)。
作为本实用新型的第一个方面，提供了一种销轴。如图6、7和13所示，本实用新型中的销轴100包括：本体110，本体110包括沿销轴的轴向延伸的腔体120；销轴100还包括轴心部130，腔体120包括沿销轴的轴向设置的至少一个端部，至少一个端部设置处有轴心部130。特别地，腔体120设置在销轴100的工作时仅受弯矩作用的第一部位。轴心部130设置在销轴100的工作时同时受到剪力和弯矩作用的第二部位。特别地，腔体120和轴心部130的个数与销轴100的第一部位和第二部位的个数相对应。例如，销轴100具有两个第一部位，那么腔体120的个数为两个。如图6所示，本体110的侧壁上形成有油道140。优选地，端部的个数为两个，两个端部处分别设置有轴心部130。
本实用新型中的销轴利用其轴心部130抵抗剪力载荷，利用其腔体120所对应的部位抵抗弯矩载荷，从而使销轴的材料得到了最优分布，实现了减少销轴重量的目的。例如，可有效减轻销轴60％以上的重量。另外，本实用新型中的销轴是空心的，因此可以使销轴的内外表面都得到充分地调质和淬火，从而提高轴心部的强度，因此增加了销轴的整体强度。
在图6和图7所示的一个实施例中，销轴包括用于安装轴心部130的安装孔150，安装孔150与腔体120连通。也就是说，轴心部130可以作为一个单独的部件固定在安装孔150内，从而形成在腔体120的端部。优选地，轴心部130与安装孔150螺纹连接、过盈连接、或焊接。因此，可以在安装孔150内加工出螺纹孔，然后将轴心部130通过螺纹安装到安装孔150的内部，以便于拆卸。当轴心部130安装到安装孔150后，在安装孔150的端部形成凹部180。该凹部180可以设置在对应于销轴的端盖的位置，一方面减轻了重量，另一方面改善了应力情况。同时，由于采用了安装孔150，可以使销轴100具有较薄厚度的侧壁，因此不会由于销轴的淬火和调质工艺深度有限的原因，使本体的屈服强度会降低。安装时，可先将本体110装配到臂架上，然后将轴心部130安装到安装孔150内，并在两端形成凹部180，从而减轻了装配和拆卸的劳动强度。
优选地，请参考图8和图9，安装孔150与腔体120的过渡位置形成限位部160。由于限位部160可以更好地限制轴心部130的位置，使其不会因受力沿销轴100的轴向窜动。同时，在安装的时候，安装人员也很容易通过限位部160使轴心部130安装到位。优选地，限位部160可以是台阶，特别地，该台阶可以是倒角式的，也可以是圆角式的。
优选地，如图9所示，为了方便装配、油道布置或减重，可将腔体120所对应的侧臂的直径设小于轴心部所对应的直径，即将销轴的外轮廓设计成哑铃状。
轴心部130可以是实心结构的，也可以是空心结构的。图10-12示出了三种不同形式的空心结构的轴心部130的结构示意图，轴心部130上开设有孔131。其中，图10中的轴心部130是空心柱面结构，图11中的轴心部130是具有锥面132的空心柱面结构，图12中的轴心部130是具有弧面133的空心柱面结构。采用空心结构，可以便于油道设计，并能减轻重量。
优选地，图13所示的实施例中，轴心部130与本体110一体成形。在本实施例中，轴心部130直接成形在销轴100上，因此，具有加工简便、强度高的特点。另外，采用一体成形的方式，可以在保证良好的工艺性(例如，避免了焊接工艺，因为销轴材料焊接性能差，焊接后的强度不能保证)的同时，保证销轴具有母材的强度。
优选地，在上述各实施例的基础上，腔体120的侧壁上形成有开口170，优选地，开口170沿侧壁的轴向延伸，优选地，开口170是贯通的。进一步地，开口170的个数为多个，多个开口170沿侧壁的周向分布，优选地，多个开口170沿侧壁的周向均匀分布。特别地，开口170的个数为三个(请参考图14)或四个(请参考图15)。优选地，可以采用将实心销轴外表面直接镂空的方式，将开口开设在实心销轴上，从而在实心销轴的内部形成腔体120的同时形成开口170。优选地，销轴的离中心轴越近的部分的材料被镂空得越多，离中心轴线较远的地方被镂空得越少。这样，不仅去除了富余的材料，减轻了销轴的质量，还保证了具有良好的工艺性。
优选地，如图13所示，销轴100的端部设置有凹部180。该凹部180可以设置在对应于销轴的端盖的位置，一方面减轻了重量，另一方面改善了应力情况。
特别地，可以将本实用新型中的销轴应用于混凝土设备中(特别是混凝土泵车和混凝土布料机)，例如，臂与臂之间的连接、连杆与臂之间的连接等，以便将一个部件的载荷传递给另一个部件。
作为本实用新型的第二个方面，提供了一种销轴的安装结构，包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件通过销轴连接，该销轴是上述各实施例中的销轴。优选地，销轴穿过第一连接件和第二连接件的侧臂，第一连接件和第二连接件的侧壁设置在销轴的轴心部130的位置处。
优选地，腔体120设置在销轴100的工作时仅受弯矩作用的第一部位。轴心部130设置在销轴100的工作时同时受到剪力和弯矩作用的第二部位。
在一个实施例中，第一连接件和第二连接件是混凝土泵送设备的节臂。特别地，第一连接件和第二连接件并不限于混凝土泵送设备中的节臂，也不限于混凝土泵送设备领域。只要是机械设备中需要通过销轴连接的两个部件，均可视为本实用新型中的第一连接件和第二连接件。
作为本实用新型的第三个方面，提供了一种混凝土泵送设备，包括臂架，臂架包括多个节臂，相邻两个节臂通过销轴连接，该销轴是上述各实施例中的销轴。特别地，混凝土泵送设备可以是混凝土泵车等。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种销轴，其特征在于，包括：本体(110)，所述本体(110)包括沿所述销轴的轴向延伸的腔体(120)；所述销轴还包括轴心部(130)，所述腔体(120)包括沿所述销轴的轴向设置的至少一个端部，所述至少一个端部处设置有所述轴心部(130)。
2.根据权利要求1所述的销轴，其特征在于，所述轴心部(130)与所述本体(110)一体成形。
3.根据权利要求1所述的销轴，其特征在于，所述销轴包括用于安装所述轴心部(130)的安装孔(150)，所述安装孔(150)与所述腔体(120)连通。
4.根据权利要求1所述的销轴，其特征在于，所述腔体(120)设置在所述销轴(100)的工作时仅受弯矩作用的第一部位。
5.根据权利要求4所述的销轴，其特征在于，所述轴心部(130)设置在所述销轴(100)的工作时同时受到剪力和弯矩作用的第二部位。
6.根据权利要求3所述的销轴，其特征在于，所述安装孔(150)与所述腔体(120)的过渡位置形成限位部。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的销轴，其特征在于，所述腔体(120)的侧壁上形成有开口(170)。
8.根据权利要求7所述的销轴，其特征在于，所述开口(170)是贯通的。
9.根据权利要求7所述的销轴，其特征在于，所述开口(170)的个数为多个，所述多个开口(170)沿所述侧壁的周向分布。
10.根据权利要求7所述的销轴，其特征在于，所述多个开口170)沿所述侧壁的周向均匀分布。
11.根据权利要求7所述的销轴，其特征在于，所述开口(170)的个数为三个或四个。
12.根据权利要求7所述的销轴，其特征在于，所述开口(170)沿所述侧壁的轴向延伸。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的销轴，其特征在于，所述销轴(100)的端部设置有凹部(180)。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的销轴，其特征在于，所述端部的个数为两个，所述两个端部处分别设置有所述轴心部(130)。
15.一种销轴的安装结构，包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件通过销轴连接，其特征在于，所述销轴是权利要求1-14中任一项所述的销轴。
16.根据权利要求15所述的安装结构，其特征在于，所述销轴穿过所述第一连接件和所述第二连接件的侧壁，所述第一连接件和所述第二连接件的侧壁设置在所述销轴的轴心部(130)的位置处。
17.根据权利要求15或16所述的安装结构，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件是混凝土泵送设备的节臂。
18.一种混凝土泵送设备，包括臂架，所述臂架包括多个节臂，相邻两个所述节臂通过销轴连接，其特征在于，所述销轴是权利要求1-14中任一项所述的销轴。
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